ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧАХ - 2

Общая схема устройства печи и назначение ее отдельных элементов. Промышленная печь в общем случае состоит из основных элементов, указанных на рис. 1-1.

В топочном устройстве (топке) химическая энергия топлива превращается в физическое тепло газов, частично передающих его обрабатываемому материалу. В топке могут сжигаться различные виды топлива: газообразное (природный газ, коксовый, генераторный и т. д.), жидкое (мазут) и твердое (каменный и бурый угли, кокс, антрацит, дрова и торф). В зависимости от рода топлива, типа печи, ее назначения и производительности топочное устройство имеет ту или иную конструкцию и размеры.

В рабочем пространстве печи осуществляется заданный технологический процесс (плавление шихты, нагрев различных изделий и т. д.). Материал лежит на поду печи, имеющем форму ванны (у плавильных, печей) или плоскости (у нагревательных и обжиговых печей). Материал чаще всего перемещается в рабочем пространстве при помощи того или иного транспортного устройства. В плавильных печах шихта неподвижна, но загрузка шихты обязательно механизируется.

Рис. 1-1. Общая схема устройства печи

Рис. 1-1. Общая схема устройства печи

1 — топочное устройство; 2 — рабочее пространство; 3 — регенеративное устройство: 4 — котел-утилизатор; 5 — дымосос; 6 — вентилятор.

Устройство рабочего пространства должно быть таким, чтобы передача тепла от газов к материалу осуществлялась наиболее рациональным способом и в количестве, обеспечивающем требуемую производительность печи. Форма рабочего пространства различна: оно может иметь вид камеры (камерные печи), шахты (шахтные печи), туннеля (туннельные печи) и т. д. В рабочем пространстве непрерывным потоком движутся дымовые газы. Роль движения газов в процессе теплообмена очень велика, и, кроме того, движение газов является средством управления процессами теплообмена и горения. Размеры рабочего пространства зависят от производительности печи и теплового режима ее работы.

Для сохранения высоких температур дымовых газов в рабочем пространстве печи ее стенки выполняют из огнеупорных и теплоизоляционных материалов, являющихся плохими проводниками тепла. Следовательно, охлаждение газов в рабочем пространстве идет в значительной мере за счет полезной отдачи тепла нагреваемому материалу.

Внутренняя поверхность огнеупорной кладки используется как косвенная поверхность нагрева для передачи тепла от газов к материалу лучеиспусканием.

В регенеративном устройстве физическое тепло дымовых газов, уходящих из рабочего пространства печи, частично регенерируется, т. е. передается теплоносителю, направляющемуся снова в рабочее пространство печи. Регенерация осуществляется при помощи воздуха или воздуха и газообразного топлива (если печь работает на газе), подогреваемых теплом отходящих дымовых газов.

При подогреве воздуха и газообразного топлива температура горения топлива повышается, а следовательно, повышается и температура рабочего пространства печи. Во многих случаях достижение температур, необходимых для данного технологического процесса, невозможно без высокого подогрева воздуха и газообразного топлива. Так, например, выплавка стали в мартеновских печах, для осуществления которой температура факела (потока горящих газов) в плавильном пространстве должна составлять 1 800—2 000°С, была бы невозможна без подогрева воздуха и газа до 1 000—1200°С. При отоплении промышленных печей низкокалорийным местным топливом (влажные дрова, торф, бурый уголь) работа их без подогрева воздуха часто даже невозможна. При подогреве газа и воздуха повышается также экономичность работы печи, т. е. уменьшается относительный (удельный) расход топлива, а к.п.д. соответственно возрастает.